隧道五類圍巖施工方案一、工程概況1.1隧道基本參數(shù)本隧道為分離式雙向四車道公路隧道，左線全長(zhǎng)924m，右線全長(zhǎng)964m，最大埋深110m。隧道凈寬9m（8.12+0.32+0.56），凈高6.813m（5.7+1.113），設(shè)計(jì)縱坡左線2.096%，右線2.211%。隧道位于單斜構(gòu)造地層，產(chǎn)狀215°∠26°，穿越兩條平行逆沖斷層，斷層傾向190°，傾角50°-60°，與隧道相交于K172+290及K172+350處。1.2五類圍巖分布特征根據(jù)地質(zhì)勘察資料，隧道進(jìn)出口段及斷層破碎帶分布Ⅴ類圍巖，具體里程如下：左洞：ZK173+022～ZK173+060段，長(zhǎng)度38m，為殘坡積碎石土，松散稍密，碎石成分以灰?guī)r、頁(yè)巖為主，亞粘土充填右洞：YK173+036～YK173+100段，長(zhǎng)度64m，圍巖特征與左洞類似，局部存在溶蝕裂隙1.3水文地質(zhì)條件五類圍巖段地下水主要為孔隙潛水及基巖裂隙水，受大氣降水補(bǔ)給明顯。雨季可能出現(xiàn)順裂隙涌水現(xiàn)象，最大涌水量預(yù)計(jì)達(dá)50m3/h。圍巖滲透系數(shù)1.2×10?3m/s，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。二、施工總體部署2.1施工原則采用"管超前、短進(jìn)尺、弱爆破、快封閉、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)"的施工原則，嚴(yán)格控制循環(huán)進(jìn)尺，確保施工安全。2.2施工組織設(shè)置進(jìn)口、出口兩個(gè)作業(yè)面，每個(gè)作業(yè)面配置2個(gè)專業(yè)工班（掘進(jìn)班、支護(hù)班），實(shí)行24小時(shí)輪班作業(yè)。左洞從進(jìn)口端開始掘進(jìn)，右洞從出口端開始掘進(jìn)，單洞單向施工，當(dāng)掌子面間距小于50m時(shí)停止雙向作業(yè)。2.3機(jī)械設(shè)備配置設(shè)備類型規(guī)格型號(hào)數(shù)量用途挖掘機(jī)CAT3202臺(tái)土方開挖、裝碴裝載機(jī)966F2臺(tái)輔助裝碴自卸車20t6輛出碴運(yùn)輸管棚鉆機(jī)ZDY32001臺(tái)超前管棚施工注漿機(jī)HJB-32臺(tái)超前注漿噴錨三聯(lián)機(jī)TK9612臺(tái)噴射混凝土液壓襯砌臺(tái)車9m×6.8m2臺(tái)二次襯砌地質(zhì)雷達(dá)SIR-40001臺(tái)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)三、施工方法3.1開挖工藝采用超短臺(tái)階環(huán)形預(yù)留核心土開挖法，上臺(tái)階超前長(zhǎng)度控制在3-5m，循環(huán)進(jìn)尺0.5-1.0m。3.1.1開挖步驟超前支護(hù)施工完成后，開挖上部環(huán)形導(dǎo)坑，開挖高度3.5m，寬度5.0m，保留核心土面積不小于30㎡開挖后立即施作初期支護(hù)，封閉圍巖開挖左側(cè)馬口，高度3.0m，寬度2.0m，施作邊墻支護(hù)開挖右側(cè)馬口，對(duì)稱施工，避免偏壓開挖核心土，控制開挖速度，隨挖隨支護(hù)開挖下部臺(tái)階，分左右兩側(cè)交錯(cuò)進(jìn)行，每次開挖長(zhǎng)度2-3m3.1.2鉆爆設(shè)計(jì)采用微振控制爆破技術(shù)，周邊眼間距40-50cm，抵抗線50-60cm，裝藥集中度0.15-0.2kg/m。掏槽形式采用楔形掏槽，掏槽眼深度1.2m，裝藥系數(shù)0.6。所有炮眼采用φ25mm乳化炸藥，非電毫秒雷管起爆，周邊眼采用空氣間隔裝藥結(jié)構(gòu)。3.2出碴運(yùn)輸采用無軌運(yùn)輸方式，上臺(tái)階開挖碴體由挖掘機(jī)扒至下臺(tái)階，ITC312挖掘裝載機(jī)裝碴，配合966F裝載機(jī)輔助裝碴，20t自卸汽車運(yùn)輸至棄碴場(chǎng)。出碴過程中保持洞內(nèi)道路平整，設(shè)置臨時(shí)排水溝，確保運(yùn)輸暢通。3.3輔助系統(tǒng)3.3.1通風(fēng)系統(tǒng)采用壓入式通風(fēng)，在洞口設(shè)置2×110kW軸流風(fēng)機(jī)，風(fēng)筒選用φ1.5m阻燃風(fēng)筒，每50m設(shè)置剛性風(fēng)筒支撐架，確保風(fēng)筒出風(fēng)口距掌子面距離不大于15m，洞內(nèi)風(fēng)速保持在0.25-0.5m/s。3.3.2排水系統(tǒng)在左右邊墻腳各設(shè)置一道臨時(shí)排水溝，溝寬30cm，深40cm，采用M7.5漿砌片石砌筑。掌子面積水采用φ100mm潛水泵抽排至排水溝，配備2臺(tái)水泵，一用一備。四、支護(hù)措施4.1超前支護(hù)根據(jù)圍巖條件采用復(fù)合超前支護(hù)體系：4.1.1洞口段超前管棚洞口5m范圍采用φ108mm大管棚，長(zhǎng)度20m，環(huán)向間距40cm，外插角1-2°。管棚采用C25混凝土套拱固定，套拱長(zhǎng)度2m，內(nèi)置3榀I20a工字鋼。管棚施工完成后進(jìn)行注漿，漿液采用水泥-水玻璃雙液漿，水灰比1:1，注漿壓力0.5-1.0MPa。4.1.2洞身段超前小導(dǎo)管洞身段采用φ42mm×4mm超前小導(dǎo)管，長(zhǎng)度4.5m，環(huán)向間距30cm，外插角5-8°，每環(huán)設(shè)置35根，縱向搭接長(zhǎng)度1.5m。小導(dǎo)管前端制成錐形，管壁設(shè)置8mm注漿孔，梅花形布置，間距15cm。注漿材料采用水泥漿，水灰比0.8:1-1:1，注漿壓力0.3-0.5MPa。4.2初期支護(hù)4.2.1噴射混凝土采用C25早強(qiáng)噴射混凝土，厚度25cm，分兩層施作，第一層10cm初噴封閉圍巖，第二層15cm復(fù)噴。噴射前清理巖面，采用潮噴工藝，速凝劑摻量3-5%，噴射作業(yè)由下而上，分段分片進(jìn)行，噴頭與受噴面距離保持0.8-1.2m，噴射角度75-90°。4.2.2錨桿支護(hù)系統(tǒng)錨桿采用φ25mm中空注漿錨桿，長(zhǎng)度4.5m，間距80×80cm，梅花形布置。錨桿鉆孔直徑50mm，采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔，注漿壓力0.5-1.0MPa，水泥漿水灰比1:1。局部破碎地段增設(shè)φ22mm藥卷錨桿，長(zhǎng)度3.0m，間距50×50cm。4.2.3鋼筋網(wǎng)采用φ8mm鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距20×20cm，搭接長(zhǎng)度30cm，采用點(diǎn)焊連接。鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)在噴射混凝土與錨桿之間，緊貼巖面，確保保護(hù)層厚度不小于3cm。4.2.4鋼拱架采用I20a工字鋼拱架，間距50cm/榀，拱架之間采用φ22mm縱向連接筋連接，間距1.0m。拱架安裝時(shí)確保中線偏差不大于5cm，高程偏差不大于3cm，垂直度偏差不大于2°。拱架基礎(chǔ)設(shè)20cm厚C25混凝土墊塊，確保穩(wěn)定。4.3二次襯砌初期支護(hù)完成后及時(shí)施作二次襯砌，采用C30防水混凝土，厚度50cm。襯砌施工采用液壓整體式臺(tái)車，模板接縫處設(shè)置止水條，確保不滲不漏。混凝土由洞外集中拌合站供應(yīng)，罐車運(yùn)輸，輸送泵泵送澆筑，插入式振搗器振搗密實(shí)。施工順序?yàn)橄葔蠊埃侄螡仓?，每段長(zhǎng)度10-12m。4.4防水層施工在初期支護(hù)與二次襯砌之間設(shè)置防水層，采用1.5mm厚EVA防水板和400g/m2無紡布復(fù)合防水層。鋪設(shè)前對(duì)初期支護(hù)表面進(jìn)行處理，確保平整無尖銳物。防水板采用熱熔焊接，搭接寬度10cm，焊接質(zhì)量采用充氣檢測(cè)，氣壓0.2MPa，保持15min壓力下降不超過10%。五、監(jiān)控量測(cè)5.1量測(cè)項(xiàng)目5.1.1必測(cè)項(xiàng)目洞內(nèi)外觀察：每日對(duì)掌子面地質(zhì)狀況、初期支護(hù)裂縫、滲漏水情況進(jìn)行觀察記錄凈空變化量測(cè)：采用收斂計(jì)，量測(cè)斷面間距5m，每斷面設(shè)置3條測(cè)線（拱頂-左墻、拱頂-右墻、左墻-右墻）拱頂下沉量測(cè)：采用水準(zhǔn)儀，與凈空變化量測(cè)斷面同步布設(shè)地表下沉量測(cè)：洞口淺埋段（埋深＜2B）設(shè)置地表下沉觀測(cè)點(diǎn)，斷面間距5m，每斷面布設(shè)7個(gè)測(cè)點(diǎn)5.1.2選測(cè)項(xiàng)目圍巖內(nèi)部位移：采用多點(diǎn)位移計(jì)，每50m布設(shè)一個(gè)斷面錨桿軸力：采用錨桿測(cè)力計(jì)，每100m布設(shè)一個(gè)斷面，每個(gè)斷面設(shè)置3根錨桿鋼架應(yīng)力：采用鋼筋應(yīng)力計(jì)，每100m布設(shè)一個(gè)斷面，每個(gè)斷面測(cè)試3榀鋼架圍巖壓力：采用壓力盒，每100m布設(shè)一個(gè)斷面，測(cè)試拱頂、拱腰、邊墻部位壓力5.2量測(cè)頻率位移速率（mm/d）量測(cè)頻率＞52次/d1-51次/d0.5-11次/2d0.2-0.51次/3d＜0.21次/7d5.3數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用量測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)整理分析，繪制位移-時(shí)間曲線，當(dāng)出現(xiàn)以下情況時(shí)及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)：日位移量超過5mm/d累計(jì)位移量達(dá)到預(yù)留變形量的80%位移速率無明顯下降趨勢(shì)出現(xiàn)異常突變根據(jù)量測(cè)結(jié)果，動(dòng)態(tài)調(diào)整支護(hù)參數(shù)和二次襯砌施作時(shí)間，確保圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。六、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)6.1預(yù)報(bào)方法采用綜合預(yù)報(bào)技術(shù)，實(shí)行"長(zhǎng)-中-短"三級(jí)預(yù)報(bào)體系：6.1.1長(zhǎng)期預(yù)報(bào)采用TSP203地質(zhì)超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)，每100m進(jìn)行一次，預(yù)報(bào)距離100-150m，分析前方巖體完整性、斷層破碎帶、巖溶發(fā)育情況。6.1.2中期預(yù)報(bào)采用地質(zhì)雷達(dá)，每30m進(jìn)行一次，預(yù)報(bào)距離30-50m，重點(diǎn)探測(cè)斷層破碎帶、裂隙發(fā)育帶和富水情況。6.1.3短期預(yù)報(bào)采用超前水平鉆探，每10-15m進(jìn)行一次，鉆探深度15-20m，驗(yàn)證地質(zhì)雷達(dá)和TSP預(yù)報(bào)結(jié)果，準(zhǔn)確掌握前方地質(zhì)條件。6.2巖溶處理對(duì)預(yù)報(bào)發(fā)現(xiàn)的巖溶洞穴，根據(jù)規(guī)模和位置采取不同處理措施：小型溶洞（直徑＜2m）：采用C25混凝土回填，預(yù)埋注漿管，注漿填充空洞中型溶洞（2m≤直徑＜5m）：設(shè)置鋼筋混凝土拱跨越，洞內(nèi)回填碎石，注漿加固大型溶洞（直徑≥5m）：變更設(shè)計(jì)，繞行處理，必要時(shí)設(shè)置橋梁跨越七、質(zhì)量保證措施7.1開挖質(zhì)量控制嚴(yán)格控制開挖輪廓，周邊眼殘留率不低于80%，超挖量控制在15cm以內(nèi)爆破參數(shù)根據(jù)圍巖條件動(dòng)態(tài)調(diào)整，建立爆破參數(shù)臺(tái)賬每循環(huán)進(jìn)行斷面檢測(cè)，采用激光斷面儀，確保開挖斷面符合設(shè)計(jì)要求7.2支護(hù)質(zhì)量控制錨桿施工前檢查孔位、孔深、孔徑，確保符合設(shè)計(jì)要求，注漿飽滿，錨固力不小于150kN噴射混凝土配合比通過試驗(yàn)確定，控制水灰比，確保強(qiáng)度和厚度達(dá)標(biāo)鋼拱架安裝位置準(zhǔn)確，連接牢固，與圍巖密貼，空隙采用混凝土填塞防水層施工前對(duì)基面進(jìn)行處理，確保平整、干燥、無尖銳物，焊接質(zhì)量100%檢測(cè)7.3混凝土質(zhì)量控制嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量，水泥、砂石、外加劑等材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)合格后方可使用混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)，摻加粉煤灰和礦粉，改善和易性，減少水化熱采用自動(dòng)計(jì)量拌合站，確保配合比準(zhǔn)確，攪拌時(shí)間不少于90s混凝土澆筑連續(xù)進(jìn)行，振搗密實(shí)，防止出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞等缺陷加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，覆蓋保濕，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d八、安全保證措施8.1洞口安全防護(hù)洞口邊仰坡采用錨噴網(wǎng)支護(hù)，設(shè)置截水溝和擋渣墻洞口設(shè)置值班室，配備應(yīng)急物資和通訊設(shè)備進(jìn)洞人員必須佩戴安全帽、反光背心，嚴(yán)禁酒后進(jìn)洞8.2洞內(nèi)施工安全掌子面作業(yè)人員不超過6人，設(shè)置應(yīng)急照明和逃生通道爆破作業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行"一炮三檢"制度，爆破后通風(fēng)15min方可進(jìn)入臨時(shí)用電采用"三級(jí)配電、兩級(jí)保護(hù)"，線路架空敷設(shè)，嚴(yán)禁私拉亂接高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)實(shí)行作業(yè)許可制度，配備專職安全員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督8.3應(yīng)急預(yù)案制定坍塌、涌水、火災(zāi)等應(yīng)急預(yù)案，定期組織演練成立應(yīng)急救援小組，配備應(yīng)急救援設(shè)備（擔(dān)架、急救箱、滅火器等）與當(dāng)?shù)蒯t(yī)院建立聯(lián)動(dòng)機(jī)制，確保應(yīng)急救援及時(shí)有效九、施工進(jìn)度計(jì)劃9.1進(jìn)度指標(biāo)五類圍巖段施工平均進(jìn)度指標(biāo)：開挖：0.5-0.8m/d初期支護(hù)：緊跟開挖，滯后10-15m二次襯砌：滯后開挖面30-50m，施工速度2-3m/d9.2關(guān)鍵線路超前支護(hù)→環(huán)形開挖→初期支護(hù)→核心土開挖→下部開挖→仰拱施工→二次襯砌9.3保障措施合理配置資源，確保機(jī)械設(shè)備完好率90%以上采用兩班制連續(xù)施工，節(jié)假日不休息提前備料，確保材料供應(yīng)充足加強(qiáng)與監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位溝通，及時(shí)解決施工難題開展勞動(dòng)競(jìng)賽，提高施工效率十、環(huán)境保護(hù)措施10.1揚(yáng)塵控制棄碴場(chǎng)設(shè)置擋渣墻和截水溝，表面覆蓋防塵網(wǎng)出碴車輛必須覆蓋篷布，出場(chǎng)前沖洗輪胎洞內(nèi)采用灑水降塵，每500m設(shè)置一處灑水點(diǎn)10.2噪音控制高噪音設(shè)備設(shè)置隔音棚，減少噪音污染爆破作業(yè)控